(57)【要約】【課題】カメラモジュール内の画像処理部から画面の複雑度に応じる情報を取得して複雑な画像を圧縮する場合、データをさらに割り当てることができるようにするイメージ圧縮装置およびその方法を提供する。【解決手段】本発明のイメージ圧縮装置は、光信号を電気的信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサからの電気的信号を入力とし、デジタル化された画像データを出力するＩＳＰ部と、前記ＩＳＰ部からの画像データを入力としてエッジ成分を抽出した後、ウィンドウ設定領域のエッジ成分値を積分して焦点値を算出し、レンズ部のフォーカスレンズを駆動しながら最大焦点値を算出して出力する自動焦点デジタル信号処理器と、前記自動焦点デジタル信号処理器からの最大焦点値を入力とし、その焦点値に応じて定められた量子化パラメータを用いて前記ＩＳＰ部からの画像データを量子化しながらイメージ圧縮を行う圧縮モジュールとを含んでなる。【選択図】図３
2006189790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤部材と；
前記基盤部材から離隔して空間を確保する中間部分と、前記基盤部材に配向しており、入射光を反射する反射表面として作用する第１表面と、前記第１表面に形成されており、入射光が通過できるようにする少なくとも一つのオープンホールとを含み、前記基盤部材によって支持される第１反射部と；
前記第１反射部と前記基盤部材との間に位置し、前記第１反射部から離隔しており、前記第１反射部の少なくとも一つのオープンホールを通過した入射光を反射する反射表面を備えている第２反射部と；
前記第１反射部の中間部分を前記第２反射部に対して可変するように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる駆動手段とを含んでなる、オープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２】
前記基盤部材は、
基板と、
前記基板から突出しており、前記第１反射部を支持して前記第１反射部の中間部分が前記基板との間に空間を形成するようにする支持部材とを含み、
前記第２反射部は、前記基板に位置し、前記第１反射部のオープンホールを通過して入射する光を反射させることを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項３】
前記基板と前記第２反射部との間に形成されている絶縁層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項４】
前記基盤部材は、空間を提供するための陥没部を形成し、
前記第２反射部は、前記基盤部材の陥没部に形成されており、
前記第１反射部は、中間部分が前記第２反射部から離隔して位置するように陥没部を横切って位置することを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項５】
前記第１反射部は、前記基盤部材の陥没部を横切り、
前記第２反射部は、前記基盤部材に形成された陥没部の側壁に支持され、前記第１反射部と平行に且つ離隔して位置し、中間部分が前記第１反射部に対して遠くまたは近くなるように移動可能であり、オープンホールを通過して入射する光を反射させ、
前記駆動手段は、前記第２反射部を前記第１反射部に対して相対移動させ、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の量を変化させることを特徴とする、請求項４に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項６】
前記駆動手段は、
前記陥没部の底部に形成されている第１電極層と、
前記第２反射部からなる第２電極層とを含み、
前記第２反射部に電圧が印加されると、前記第１電極層と前記第２反射部との間に静電気力が発生して前記第２反射部が移動することを特徴とする、請求項５に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項７】
前記基盤部材と前記第２反射部との間に位置する絶縁層をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項８】
前記第１反射部は、
中間部分は、前記基盤部材から離隔して空間を形成し、前記基盤部材によって支持され、オープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成された第１支持台と、
前記第１支持台の前記基盤部材の反対側に形成されており、前記第１支持台のオープンホールに対応する位置にオープンホールを有し、前記基盤部材に配向する表面が反射表面で形成されて入射光を反射し、オープンホールを介して入射光を通過させるように構成された第１マイクロミラーとを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項９】
前記第１反射部は、曲線状を有し、前記第２反射部から離隔しており、空間を提供することを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１０】
前記第１反射部は、前記基盤部材を横切る方向と同一の方向に整列されている複数のオープンホールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１１】
前記第１反射部は、前記第１反射部が前記基盤部材を横切る方向に対して直角方向に整列されている複数のオープンホールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１２】
前記駆動手段は、
一端が前記第１反射部の第１側端に位置し、他端が前記第２反射部の中間部分から第１一側に離隔して位置し、圧力材料層を含んで前記圧電材料層の両側に電圧が印加されると収縮および膨張によって上下駆動力を提供する圧電層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１３】
前記第１反射部に互いに分離されて形成されている少なくとも２つの圧電層セクションをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器
【請求項１４】
圧電電圧を前記圧電層セクションに提供するための電極層をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１５】
圧電電圧を提供するために、前記圧電材料層に形成されている電極層を含み、前記第１反射部は前記圧電層の電極として作用することを特徴とする、請求項１２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１６】
前記圧電層は、
両側に電圧が印加されると、収縮および膨張によって駆動力を発生する複数の圧電材料層と、
前記複数の圧電材料層の層間に位置し、圧電電圧を提供する複数の第１電極層と、
圧電材料層の最外郭層に位置し、圧電電圧を提供する第２電極層とを含み、
前記第１反射部が圧電層の電極として作用することを特徴とする、請求項１２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１７】
前記駆動手段は、
第１電極層と第２電極層を含み、前記第１電極層と前記第２電極層との間の静電気力によって前記第１反射部と前記第２反射部を相対移動させることを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１８】
前記第１電極層は、第１反射部を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項１９】
前記第２電極層は、第２反射部を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２０】
前記第２電極層は、半導体シリコン基板を含むことを特徴とする、請求項１９に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２１】
前記駆動手段は、
前記第１反射部を電磁気力によって駆動させることを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２２】
基盤部材と、
アレイを形成するように配列されており、それぞれは前記基盤部材によって支持されており、中間部分は前記基盤部材から離隔して空間を確保しており、前記基盤部材に配向する表面が反射面で形成されて入射光を反射し、少なくとも一つのオープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成されている複数の第１反射部と、
前記基盤部材と前記第１反射部との間に前記第１反射部から離隔して空間を確保するように位置し、前記第１反射部の前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と、
該当するそれぞれの前記第１反射部の中間部分を前記基盤部材に対して遠くまたは近くなるように動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段を含むことを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２３】
前記基盤部材は、
基板と、
前記基板から突出しており、複数の前記第１反射部を支持して複数の前記第１反射部のそれぞれの中間部分が前記基板から離隔して空間を確保するようにする支持部材とを含み、
前記第２反射部は、前記基板に形成され、複数の前記第１反射部のオープンホールを通過して入射する光を反射させることを特徴とする、請求項２２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２４】
前記基盤部材は、相対的に表面が平らであり、
複数の前記第１反射部の中間部分が前記下部反射部から離隔して位置して空間を確保し、配列されてアレイを形成することを特徴とする、請求項２２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２５】
前記基盤部材は、空間を提供するための陥没部を有し、
前記第２反射部は、前記基盤部材の陥没部に形成されており、
複数の前記第１反射部のそれぞれは、中間部分が前記第２反射部と空間をもって離隔して位置するように陥没部を横切って位置し、配列されてアレイを形成することを特徴とする、請求項２２に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２６】
前記第１反射部は、前記基盤部材の陥没部を横切って懸架されており、
前記第２反射部は、アレイを形成するように配列されており、前記基盤部材の陥没部の側壁によって前記第１反射部と対応する位置に離隔しているように支持され、前記第１反射部に対して遠くまたは近くなり、前記第１反射部のオープンホールを通過した入射光を反射させ、
前記駆動手段は、該当する前記第２反射部を前記第１反射部に対して相対移動させ、前記第１反射部と第２反射部の反射光で形成される回折光の量を変化させることを特徴とする、請求項２５に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項２７】
光を出射する光源と；
基盤部材と、中間部分が空間を形成するように前記基盤部材によって支持され、オープンホールを備えて光を通過させ、反射表面を持っていて入射光を反射し、互いに並んで配列されてアレイを形成する複数の第１反射部と、前記基盤部材と前記第１反射部との間に位置し、前記第１反射部から離隔しており、前記オープンを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と、該当する前記第１反射部の中間部分を動かして、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段とを含み、入射光を変調して回折光を生成するオープンホール基盤の回折光変調器と；
前記光源から入射した光を前記オープンホール基盤の回折光変調器に照射させる照明光学部と；
前記オープンホール基盤の回折光変調器で変調された回折光から所望の次数回折光を選択して通過させるフィルタリング光学部と；
前記フィルタリング光学部を通過した回折光をスクリーンにスキャニングする投影およびスキャニング光学部と；を含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を用いたディスプレイ装置。
【請求項２８】
光を出射する光源と；
基盤部材と、中間部分が空間を形成するように前記基盤部材によって支持され、オープンホールを備えて光を通過させ、反射表面を持っていて入射光を反射し、互いに並んで配列されてアレイを形成する複数の第１反射部と、前記基盤部材と前記第１反射部との間に位置し、前記第１反射部から離隔しており、前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている第２反射部と、該当する前記第１反射部の中間部分を動かし、前記第１反射部と前記第２反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段とを含み、入射光を変調して回折光を生成するオープンホール基盤の回折光変調器と；
前記光源から入射した光を前記オープンホール基盤の回折光変調器に照射させる照明光学部と；
前記オープンホール基盤の回折光変調器で変調された回折光から所望の次数回折光を選択して通過させるフィルタリング光学部と；
前記フィルタリング光学部を通過した回折光をドラムに投影する投影光学部と；を含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を用いたプリンティング装置。
【請求項２９】
基板と、
前記基板に突設されている少なくとも一つの犠牲層と、
前記犠牲層の間の基板に形成され、入射光を反射する反射表面を有する反射部と、
前記犠牲層に懸架されており、オープンホールを有する支持台と、
前記支持台に形成されており、前記基板に配向する表面に反射表面が形成されて入射光を反射させ、前記オープンホールに対応するようにオープンホールが形成されて入射光を通過させることが可能なマイクロミラーと、
前記支持台の電圧が印加されると収縮および膨張によって前記支持台の中間部分を動かす圧電材料層を含み、前記マイクロミラーと前記反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる駆動手段とを含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項３０】
前記基板はシリコン基板であり、
前記駆動手段は、前記圧電材料層が電極に形成されており、前記電極に電圧が印加されると収縮および膨張して駆動力を発生することを特徴とする、請求項２９に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項３１】
前記第１反射部は、前記駆動手段によって前記第２反射部に対して遠くまたは近くなるように移動することを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【請求項３２】
前記第１反射部は、長方形であり、側面方向に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載のオープンホールを基盤とする回折光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折光変調器に関し、特に、基盤部材に下部反射部を形成し、基盤部材から離隔して位置した上部マイクロミラーにオープンホールを備えることにより、１つのリボン状の上部マイクロミラーを有するエレメントで１ピクセルを実現することが可能な、オープンホールを基盤とする回折光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光信号処理は、データ量が多くて実時間処理が不可能な既存のデジタル情報処理とは異なり、高速性、並列処理能力および大容量の情報処理能力といった利点を持っている。また、空間光変調理論を用いて、二進位相フィルタの設計および製作、光論理ゲート、光増幅器、映像処理技法、光デバイス、光変調器などの研究が行われている。
【０００３】
この中でも、特に空間光変調器は、光メモリ、光ディスプレイ、プリンタ、光インタコネクション、ホログラムなどの分野に使用されており、これを用いた表示装置の開発研究が行われている。
【０００４】
このような空間光変調器は、一例として、図１に示したような反射型変形可能格子光変調器１０が挙げられる。このような変調器１０は、ブルームなどの特許文献１に開示されている。変調器１０は、反射表面部を有し、基板１６の上部に一定の間隔で離れて浮遊（suspended）する複数の変形可能反射型リボン１８を含む。絶縁層１１がシリコン部材１６上に蒸着される。その後、犠牲二酸化シリコン膜１２および低応力窒化シリコン膜１４の蒸着が行われる。
【０００５】
窒化物膜１４は、リボン１８からパターニングされ、二酸化シリコン層１２の一部がエッチングされてリボン１８が窒化物フレーム２０によって酸化物スペーサ層１２上に維持されるようにする。
【０００６】
単一波長λ0を有する光を変調させるために、変調器は、リボン１８の厚さと酸化物スペーサ層１２の厚さがλ0／４となるように設計する。
【０００７】
リボン１８上の反射表面２２と基板１６の反射表面との垂直距離ｄで限定された前記変調器１０の格子振幅は、リボン１８（第１電極としての役割をするリボン１８の反射表面２２）と基板１６（第２電極としての役割をする基板１６の下部の伝導膜２４）との間に電圧を印加することにより制御される。
【０００８】
変形されていない状態で、すなわちいずれの電圧も印加されていない状態で、格子振幅はλ0／２となり、リボンと基板から反射された光間の全体経路差はλ0となるので、このような反射光に位相を補強させる。
【０００９】
したがって、変形されていない状態で、変調器１０は平面ミラーとして光を反射する。変形されていない状態の入射光と反射光を図２に符号２０で表わす。
【００１０】
適正電圧がリボン１８と基板１６との間に印加されるとき、静電気力がリボン１８を基板１６の表面方向からダウン（down）位置に変形させる。ダウン位置において、格子振幅はλ0／４のように変わる。全体経路差は波長の１／２であり、変形されたリボン１８から反射された光と基板１６から反射された光とが相殺干渉する。
【００１１】
このような干渉の結果、変調器は入射光２６を回折させる。変形された状態で＋／−回折モード（Ｄ＋１、Ｄ−１）で回折された光を図３にそれぞれ２８と３０で表わす。
【００１２】
ところが、ブルームの光変調器は、マイクロミラーの位置制御のために静電気方式を用いるが、この場合、動作電圧が比較的高く（通常３０Ｖ内外）、印加電圧と変位の関係が線形的でないといった欠点があって、結果として光調節時の信頼性が高くないという欠点がある。
【００１３】
このような問題点を解決するための特許文献２には、「薄膜圧電光変調器およびその製造方法」が開示されている。
【００１４】
図４は従来の技術に係る凹型薄膜圧電光変調器の断面図である。
【００１５】
図４を参照すると、従来の技術に係る凹型薄膜圧電光変調器は、シリコン基板４０１とエレメント４１０を備えている。
【００１６】
ここで、エレメント４１０は、一定の幅を有し、複数個が一定に整列して凹型薄膜圧電光変調器を構成する。また、このようなエレメント４１０は、それぞれ異なる幅を有し、交番に整列して凹型薄膜圧電光変調器を構成する。また、このようなエレメント４１０は、一定の間隔（エレメント４１０の幅とほぼ同一の距離）で離れて位置することができる。この場合、シリコン基板４０１の全上面に形成されたマイクロミラー層が入射光を反射して回折させる。
【００１７】
基盤部材４０１は、エレメント４１０にエアスペースを提供するために陥没部を備えており、上面に絶縁層が蒸着されており、陥没部の両側にエレメント４１０の端部が付着している。
【００１８】
エレメント４１０は、棒状をしており、中央部分がシリコン基板４０１の陥没部から離れて位置するように両端の下面がそれぞれシリコン基板４０１の陥没部を外れた両側地域に付着しており、シリコン基板４０１の陥没部に位置した部分が上下に移動可能な下部支持台４１１を含む。
【００１９】
また、エレメント４１０は、下部支持台４１１の左端側に積層されており、圧電電圧を提供するための下部電極層４１２と、下部電極層４１２に積層されており、両面に電圧が印加されると、収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層４１３と、圧電材料層４１３に積層されており、圧電材料層４１３に圧電電圧を提供する上部電極層４１４とを含んでいる。
【００２０】
また、エレメント４１０は、下部支持台４１１の右端側に積層されており、圧電電圧を提供するための下部電極層４１２’と、下部電極層４１２’に積層されており、両面に電圧が印加されると、収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層４１３’と、圧電材料層４１３’に積層されており、圧電材料層４１３’に圧電電圧を提供する上部電極層４１４’とを含んでいる。
【００２１】
特許文献２では、前述した凹型の他に、突出型についても詳細に説明している。
【００２２】
一方、ブルーム、三星電機などの特許で開示している種類の光変調器は、イメージをディスプレイするための素子として利用できる。この際、隣接した少なくとも２つのエレメントが一つの画素を形成することができる。勿論、３個を１ピクセル、４個を１ピクセル、或いは６個を１ピクセルとすることもできる。
【００２３】
ところが、ブルーム、三星電機などの特許で開示している種類の光変調器は、小型化の達成には一定の限界をもっている。すなわち、光変調器のエレメントの幅はいくら小さくしても３μｍ以下にすることができず、エレメントとエレメントとの間隔は０.５μｍ以下に小さくすることができないという限界がある。
【００２４】
また、このようなエレメントを用いた回折画素の構成には少なくとも２つ以上のエレメントが必要なので、素子の小型化には限界がある。
【００２５】
【特許文献１】米国特許第５,３１１,３６０号明細書
【特許文献２】日本特許出願第２００４−３００２１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
したがって、本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、少なくとも１つのリボンエレメントを用いて１ピクセルを構成することを可能にして製品の小型化を図ることが可能な回折光変調器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するための本発明は、基盤部材と、リボン状をしており、中央部分は前記基盤部材から空間を持つように離隔して位置し、両端部の下面が前記基盤部材に固定されており、上面が反射表面で形成されて入射光を反射し、オープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成された上部反射部と、前記基盤部材の上側に位置し、前記上部反射部の下側に空間を持つように離隔して位置し、前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている下部反射部と、前記上部反射部の中央部分を上下に動かし、前記上部反射部と前記下部反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる駆動手段とを含むことを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を提供する。
【００２８】
また、本発明は、基盤部材と、リボン状をしており、中央部分が前記基盤部材から空間を持つように離隔して位置し、両端部の下面が前記基盤部材に固定されており、上面が反射表面で形成されて入射光を反射し、オープンホールが形成されて入射光を通過させるように構成され、互いに並んで配列されてアレイを形成する複数の上部反射部と、前記基盤部材の上側に位置し、前記上部反射部の下側に空間を持つように離隔して位置し、前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている下部反射部と、該当する前記上部反射部の中央部分を上下に動かし、前記上部反射部と前記下部反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段とを含むことを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を提供する。
【００２９】
また、本発明は、陥没部が形成されている基盤部材と、リボン状をしており、両端部が前記基盤部材の陥没部を除いた地域に付着して陥没部を横切っており、オープンホールを備えて入射光を通過させ、上面が反射表面で形成されて入射光を反射させる上部反射部と、リボン状をしており、前記基盤部材に形成された陥没部の側壁に両端が固定されて前記上部反射部と平行に且つ離隔して位置し、中央部分が上下に移動可能であり、オープンホールを通過して入射する光を反射させる下部反射部と、前記下部反射部を上下に動かし、前記上部反射部と前記下部反射部の反射光で形成される回折光の量を変化させる駆動手段とを含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を提供する。
【００３０】
また、本発明は、陥没部が形成されている基盤部材と、リボン状をしており、両端部が前記基盤部材の陥没部を除いた地域に付着して陥没部を横切っており、オープンホールを備えて入射光を通過させ、上面が反射表面で形成されて入射光を反射させ、互いに並んで配列されてアレイを形成する複数の上部反射部と、リボン状をしており、前記基盤部材に形成された陥没部の側壁に両端が固定され、当該する前記上部反射部と平行に且つ離隔して位置し、中央部分が上下に移動可能であり、オープンホールを通過して入射する光を反射させ、互いに並んで配列されてアレイを形成する下部反射部と、該当する前記下部反射部を上下に動かし、前記上部反射部と前記下部反射部の反射光で形成される回折光の量を変化させる複数の駆動手段とを含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を提供する。
【００３１】
また、本発明は、光を出射する光源と；基盤部材と、リボン状をしており、中央部分が空間を形成するように前記基盤部材に両端が固定されており、オープンホールを備えて光を通過させ、反射表面を持っていて入射光を反射し、互いに並んで配列されてアレイを形成する複数の上部反射部と、前記基盤部材の上側に位置し、前記上部反射部の下側に空間を持つように離隔して位置し、前記オープンホールを通過して入射する光を反射させる反射表面を持っている下部反射部と、該当する前記上部反射部の中央部分を上下に動かし、前記上部反射部と前記下部反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる複数の駆動手段とを含み、入射光を変調して回折光を生成するオープンホール基盤の回折光変調器と；前記光源から入射した光を前記オープンホール基盤の回折光変調器に照射させる照明光学部と；前記オープンホール基盤の回折光変調器で変調された回折光から所望の次数回折光を選択して通過させるフィルタリング光学部と；前記フィルタリング光学部を通過した回折光をスクリーンにスキャニングする投影およびスキャニング光学部と；を含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を用いたディスプレイ装置を提供する。
【００３２】
また、本発明は、基板と、前記基板の上部に積層される絶縁層と、前記絶縁層の両端に形成され、上部に突出している犠牲層と、前記絶縁層の上部に位置し、前記犠牲層の間に形成されて入射光を反射する反射表面を有する下部反射部と、前記犠牲層に懸架されており、オープンホールを有する下部支持台と、前記下部支持台の中央部分に積層され、上側は反射表面で形成されて入射光を反射させ、前記オープンホールに対応するようにオープンホールが形成されて入射光を通過させることが可能な上部マイクロミラーと、前記下部支持台の両端に位置し、圧電材料層を備えて、電圧が印加されると圧電材料層の収縮および膨張によって前記下部支持台の中央部分を上下に動かし、前記上部マイクロミラーと前記下部反射部の反射光で形成される回折光の光量を変化させる駆動手段とを含んでなることを特徴とする、オープンホールを基盤とする回折光変調器を提供する。
【発明の効果】
【００３３】
上述した本発明によれば、１つの駆動リボンエレメントのみを用いて１ピクセルを構成することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、リボンエレメントの上部マイクロミラーに複数のオープンホールを形成し、回折効率が向上した回折光を得ることができる。
【００３５】
また、本発明によれば、従来の４つまたは６つの駆動エレメントを一つの駆動エレメントで取り替えることにより、製造工程の際に収率の向上を図ることができ、製造コストをダウンさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図５ａ〜図９ｂを参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００３７】
図５ａは本発明の第１実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００３８】
図５ａを参照すると、本発明の第１実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、基盤部材５０１ａ、絶縁層５０２ａ、下部反射部５０３ａおよびエレメント５１０ａから構成されている。ここで、絶縁層と下部反射部を別個の層にしたが、絶縁層に光を反射する性質があれば、絶縁層自体が下部反射部として機能するようにすることができる。
【００３９】
また、ここでは、基盤部材５０１ａの表面に絶縁層５０２ａを形成したが、このような絶縁層は必ずしも必要とされるものではない。すなわち、絶縁層５０２ａを形成することなく、下部反射部５０３ａを形成してもよい。
【００４０】
基盤部材５０１ａは、エレメント５１０ａにエアスペースを提供するために陥没部を備えており、絶縁層５０２ａが積層されており、下部反射部５０３ａが上部に蒸着されており、陥没部を除いた両サイドにエレメント５１０ａの下面が付着している。基盤部材５０１ａとしてはシリコン基板が使用でき、基盤部材の構成物質としてはＳｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、クォーツ（Quartz）、ＳｉＯ2などの単一物質が使用できる。このとき、底面と上層（図面には破線で表示されている）をそれぞれ異なる物質で形成してもよい。そして、基盤部材５０１ａは、ガラス基板なども使用可能である。
【００４１】
下部反射部５０３ａは、基盤部材５０１ａの上部に形成されており、入射する光を反射する。下部反射部５０３ａとしてはマイクロミラーが使用でき、下部反射部の構成物質としては金属（Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇなど）が使用できる。
【００４２】
エレメント５１０ａは、リボン状をしており、中央部分が基盤部材５０１ａの陥没部から離隔して位置するよう、両端部の下面がそれぞれ基盤部材５０１ａの陥没部を除いた両側地域に付着している下部支持台５１１ａを備えている。ここで、下部支持台５１１ａという名称は、圧電層５２０ａ、５２０ａ’の下に位置するために与えられたものである。
【００４３】
下部支持台５１１ａの両側面には、圧電層５２０ａ、５２０ａ’が備えられており、備えられた圧電層５２０ａ、５２０ａ’の収縮・膨張によってエレメント５１０ａの駆動力が提供される。
【００４４】
下部支持台５１１ａを構成する物質としては、Ｓｉ酸化物（一例としてＳｉＯ2など）、Ｓｉ窒化物系列（一例としてＳｉ3Ｎ4など）、セラミック基板（Ｓｉ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3など）、Ｓｉ炭化物などが挙げられる。
【００４５】
左右側の圧電層５２０ａ、５２０ａ’は、圧電電圧を提供するための下部電極層５２１ａ、５２１ａ’と、下部電極層５２１ａ、５２１ａ’上に積層されており、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’と、圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’上に積層されており、圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’に圧電電圧を提供する上部電極層５２３ａ、５２３ａ’とを備えている。上部電極層５２３ａ、５２３ａ’と下部電極層５２１ａ、５２１ａ’に電圧が印加されると、圧電材料層５２２ａ、５２２ａ’は、収縮・膨張をして下部支持台５１１ａの上下運動を発生させる。
【００４６】
電極５２１ａ、５２１ａ’、５２３ａ、５２３ａ’の電極材料は、Ｐｔ、Ｔａ／Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ、ＩｒＯ2、ＲｕＯ2などを例として挙げることができ、０.０１〜３μｍの範囲でスパッタリング（sputtering）またはエバポレーション（evaporation）などの方法で蒸着する。
【００４７】
一方、下部支持台５１１ａの中央部分には、上部マイクロミラー５３０ａが蒸着されており、複数のオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ３を備えている。ここで、オープンホール５３１ａ1〜５３１ａ3の形状は、長方形が好ましいが、円形、楕円形などいずれの閉曲線の形状も可能である。そして、下部支持台５１１ａと上部マイクロミラー５３０ａを含んで上部反射部５４０ａとも呼ぶことができる。ここで、下部支持台を光反射性物質で形成すると、別途に上部マイクロミラーを備えることなく、下部支持台のみでも上部反射部５４０ａとして機能するようにすることができる。
【００４８】
このようなオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ３は、エレメント５１０ａに入射する入射光が貫通して、オープンホール５３１ａ１〜５３１ａ３の形成部分に対応する下部反射部５０３ａに入射するようにし、こうして下部反射部５０３ａと上部マイクロミラー５３０ａが画素を形成し得るようにする。
【００４９】
すなわち、一例として、オープンホール５３１ａ１〜５３１ａ３を有する上部マイクロミラー５３０ａのＡ部分と下部反射部５０３ａのＢ部分が一つの画素を形成することができる。
【００５０】
言い換えれば、上部マイクロミラー５３０ａは、反射表面を持っており、入射する光を反射して反射光を形成し、オープンホールを介しては入射光を通過させて下部反射部５０３ａに入射させる。すると、下部反射部５０３ａは、入射した入射光を反射させて反射光を形成し、このように上部マイクロミラー５３０ａで反射された反射光と下部反射部５３０ａで反射された反射光とが干渉を起こして回折光を形成し、その回折光の光量は、上部マイクロミラー５３０ａと下部反射部５０３ａとの段差によって変わる。
【００５１】
この際、上部マイクロミラー５３０ａのオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ３形成部分を貫通して入射する入射光は、下部反射部５３０ａの対応部分に入射することができ、上部マイクロミラー５３０ａと下部反射部５０３ａとの間隔がλ／４の奇数倍となるときに最大の回折光を発生させる。そして、ここでは一つのエレメント５１０ａについてのみ示されているが、本発明のオープンホールを基盤とする回折光変調器は、多数のお互い平行なエレメントによって形成できる。すなわち、本発明のオープンホールを基盤とする回折光変調器はエレメントアレイで形成されるが、これは図６および図７に示されている。
【００５２】
このような本発明に係るエレメントアレイを用いると、従来の技術と比較して少ない数のエレメントを用いて所望の画素のディスプレイ装置を実現することができる。
【００５３】
例えば、従来の技術では、少なくとも２つのリボン状エレメントで１つの画素を実現することができる。また、このような従来の技術では、１つの画素を形成するリボン状のエレメントが２つのときに回折効率が５０％以下となるので、回折効率を増加させるために４つまたは６つのエレメントで１つの画素を構成する。このように、４つ以上のエレメントで１つの画素を構成すると、回折効率が７０％以上となってエレメントの数を増加させることにより、所望の最大効率を得ることができる。本発明の第１実施例では、１つのエレメント５１０ａの上部に形成された上部マイクロミラー５３０ａにオープンホールを３つ（５３０ａ１〜５３０ａ３）形成して入射光を下部反射部５０３ａに通過させると、６つのエレメントで１の画素を構成する従来の技術の場合と同様の回折効率を得ることができる。すなわち、本発明の第１実施例に係る上部マイクロミラー５３０ａの第１オープンホール５３０ａ１に隣接したミラー部分が入射光を反射して従来の技術の１つのリボンエレメントのように動作し、第１オープンホール５３０ａ１に対応する下部反射部５０３ａが第１オープンホール５３０ａ１を通過して入射する入射光を反射して従来の技術の他のリボンエレメントのように動作し、上部マイクロミラー５３０ａの第２オープンホール５３０ａ２に隣接したミラー部分が入射光を反射して従来の技術の別のリボンエレメントのように動作し、第２オープンホール５３０ａ２に対応する下部反射部５０３ａが第２オープンホール５３０ａ２を通過して入射する入射光を反射して別のリボンエレメントのように動作し、上部マイクロミラー５３０ａの第３オープンホール５３０ａ３に隣接したミラー部分が入射光を反射して従来の技術の別のリボンエレメントのように動作し、第３オープンホール５３０ａ３に対応する下部反射部５０３ａが第３オープンホール５３０ａ３を通過して入射する入射光を反射して別のリボンエレメントのように動作することにより、このように３つのオープンホール５３０ａ１〜５３０ａ３を持っている上部マイクロミラー５３０ａと下部反射部５０３ａを用いると、従来の６つのリボンエレメントを用いて１ピクセルを形成する場合に得られる回折効率を、１つのリボンエレメント５１０ａを用いて得ることができる。
【００５４】
このような回折型光変調器を用いて一例として高画質デジタルＴＶフォーマット（Digital TV HD Format）の１０８０×１９２０を実現するとき、１０８０個の画素を垂直に構成し、各画素を１９２０光変調させることにより１フレーム（frame）を構成する。この際、従来の技術を用いて４つまたは６つの駆動リボンから１ピクセルを構成する場合、１０８０個の画素を構成するには１０８０×４（または６）個の駆動リボンが必要であるが、本発明の２つまたは３つのオープンホールを有するリボン状のエレメントを用いると、１０８０×１個のリボンエレメントのみで１０８０個の画素を形成することができるため、製作が容易であり、生産性が増加するうえ、小型の大きさに素子を製作することができる。
【００５５】
図５ｂは本発明の第２実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００５６】
図５ｂを参照すると、本発明の第２実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、基盤部材５０１ｂ、下部反射部５０３ｂおよびエレメント５１０ｂから構成されている。
【００５７】
ここで、下部反射部５０３ｂは、第１実施例とは異なり、多数の下部反射部切片５０３ｂ１〜５０３ｂ３からなっており、多数の下部反射部切片５０３ｂ１〜５０３ｂ３は、上部マイクロミラー５３０ｂのオープンホール５３１ａ１〜５３１ａ３に対応する絶縁層５０２ｂの表面にお互い分離して形成されている。それ以外の構造は図５ａと同様である。
【００５８】
図５ｃは本発明の第３実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００５９】
図５ｃを参照すると、本発明の第３実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、酸素注入分離法による絶縁層埋め込みシリコン基板（ＳＩＭＯＸ  ＳＯＩ：Separation by Implanted Oxygen Silicon-On-Insulator、以下「絶縁層埋め込みシリコン基板」という）からなる基盤部材５０１ｃ、下部反射部５０３ｃおよびエレメント５１０ｃから構成されている。
【００６０】
本発明の第３実施例が図５ａの第１実施例と異なる点は、基盤部材５０１ｃとして、シリコン基板ではなく、絶縁層埋め込みシリコン基板を使用することである。その製造過程は公知されているため、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
本発明に使用される絶縁層埋め込みシリコン基板の基盤部材５０１ｃは、シリコン基板５０１ｃ１と、シリコン基板に酸素イオンを注入して形成する酸化シリコン絶縁層５０１ｃ２と、シリコン基板に高濃度の酸素を注入して形成するシリコン犠牲層５０１ｃ３とから構成されている。このシリコン犠牲層５０１ｃ３は、エレメント５１０ｃが上下に移動できる移動空間（エアスペース）を確保し得るように上部マイクロミラー５０１ｃ３の下に位置した部分がエッチングされている。また、シリコン犠牲層５０１ｃ３は、圧電層５２０ａ、５２０ａ’の圧電材料５２２ｃ、５２２ｃ’の収縮膨張によって上部マイクロミラー５３０ａが駆動されるように、圧電層５２０ａ、５２０ａ’の下部が一部エッチングされている。ここで、酸化シリコン絶縁層５０１ｃ２は、シリコン犠牲層５０１ｃ３がエッチングされるときにシリコン基板５０１ｃ１がエッチングされないように保護するエッチング防止層と見なすことができる。
【００６２】
本発明の第３実施例が第１実施例とは異なる点は、下部反射部５０３ｃが複数の分離した下部反射部切片５０３ｃ１〜５０３ｃ３からなっていることであり、この点においては第２実施例と同様である。
【００６３】
また、本発明の第３実施例が第１実施例と異なる点は、エレメント５１０ｃの移動空間（エアスペース）をシリコン犠牲層５０１ｃ３が提供することである。すなわち、本発明の第３実施例では、シリコン基板５０１ｃ１に別途の陥没部が必要とされない。よって、シリコン犠牲層５０１ｃ３は、エレメント５１０ｃに移動空間を提供するためにエレメント５１０ｃを支持している支持部材と見なすことができる。そして、本発明の第３実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のその他の構成と動作は、第１実施例と同様である。
【００６４】
図５ｄは、本発明の第４実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図であって、シリコン基板からなる基盤部材５０１ｄ、下部反射部５０３ｄおよびエレメント５１０ｄから構成されている。
【００６５】
図５ｄの第４実施例が図５ａの第１実施例と異なる点は、オープンホール５３１ｄ１〜５３１ｄ３が横方向ではなく、縦方向に整列されていることである。その他の構造は図５ａと同様である。
【００６６】
図５ｅは本発明の第５実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００６７】
図５ｅを参照すると、第５実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、第１〜第４実施例のオープンホールを基盤とする回折光変調器とは異なり、エレメント５１０ｃの下部支持台５１１ｅがシリコン基板の基盤部材５０１ｅから突出してエアスペースを提供する。その結果、エレメント５１０ｅは上下に移動可能になる。
【００６８】
すなわち、エレメント５１０ｅは、入射光を反射する上部マイクロミラー５３０ｅを有し、シリコン基板からなる基盤部材５０１ｅの上方に突出部が浮遊して上下に移動可能である。ここで、下部支持台が光反射性を持っていると、別途の上部マイクロミラーを形成することなく、下部支持台が上部マイクロミラーの役割を行うように実現してもよい。
【００６９】
エレメント５１０ｅの下部支持台５１１ｅは、エレメント５１０ｅにエアスペースを提供するために突出しており、両端部が基盤部材５０１ｅに付着している。
【００７０】
また、シリコン基板からなる基盤部材５０１ｅに絶縁層５０２ｅと下部反射部５０３ｅが蒸着されており、下部反射部５０３ｅはオープンホールを介して入射する光を反射する。ここで、絶縁層の光反射性を持っていると、別途の下部反射部を蒸着することなく、絶縁層が下部反射部の役割を行うようにしてもよい。
【００７１】
エレメント５１０ｅは、リボン状をしており、中央部分が基盤部材５０１ｃから突出して離隔して位置し、両端部の下面がそれぞれ基盤部材５０１ｅに付着している。
【００７２】
エレメント５１０ｅの上部の左右側には圧電層５２０ｅ、５２０ｅ’が積層されている。圧電層５２０ｅ、５２０ｅ’は、圧電電圧を提供するための下部電極層５２１ｅ、５２１ｅ’と、下部電極層５２１ｅ、５２１ｅ’上に積層されており、両面に電圧が印加されると収縮および膨張して上下駆動力を発生させる圧電材料層５２２ｅ、５２２ｅ’と、圧電材料層５２２ｅ、５２２ｅ’上に積層されており、圧電材料層５２２ｅ、５２２ｅ’に圧電電圧を提供する上部電極層５２３ｅ、５２３ｅ’とを含んでいる。
【００７３】
エレメント５１０ｅは、上部電極層５２３ｅ、５２３ｅ’と下部電極層５２１ｅ、５２１ｅ’に電圧が印加される場合に上方に移動し、入射光を反射して反射光を形成することができる。
【００７４】
下部支持台５１１ｅの圧電層５２０ｅ、５２０ｅ’がない中央部分には、上部マイクロミラー５３０ｅが蒸着されており、オープンホール５３１ｅ１〜５３１ｅ３が備えられていることが分かる。ここで、オープンホール５３１ｅ１〜５３１ｅ３の形状は、長方形が好ましいが、円形、楕円形などいずれの閉曲線の形状も可能である。
【００７５】
このようなオープンホール５３１ｅ１〜５３１ｅ３は、オープンホール５３１ｅ１〜５３１ｅ３形成部分に対応する下部反射部５０３ｅが上部マイクロミラー５３０ｅの対応部分に隣接した部分と共に画素を形成することができるようにする。
【００７６】
すなわち、一例として、オープンホール５３１ｅ１〜５３１ｅ３を有する上部マイクロミラー５３０ｅのＡ部分と下部反射部５０３ｅのＢ部分が一つの画素を形成することができるようにする。
【００７７】
この際、上部マイクロミラー５３０ｅのオープンホール５３１ｅ１〜５３１ｅ３形成部分を貫通して、入射光は下部反射部５０３ｅの対応部分に入射することができ、上部マイクロミラー５３０ｅと下部反射部５０３ｅがλ／４の奇数倍になるときに最大の回折光を発生させることが分る。
【００７８】
図５ｆは本発明の第６実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００７９】
図５ｆを参照すると、本発明の第６実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、第５実施例のオープンホールを基盤とする回折光変調器とは異なり、オープンホールが縦方向に整列されている。それ以外の構造は図５ｅと同様である。
【００８０】
図５ｇは、本発明の第７実施例に係るオープンホールを有する回折光変調器の断面斜視図である。
【００８１】
図５ｇを参照すると、本発明の第７実施例に係るオープンホールを有する回折光変調器は、シリコン基板からなる基盤部材５０１ｇ、シリコン基板に積層された下部反射部５０３ｇ、および上部マイクロミラー層５１０ｇから構成されている。
【００８２】
ここで、下部反射部５０３ｇは、下部電極としても機能し、入射光を反射して反射光を形成することができるようにする。
【００８３】
上部マイクロミラー５１０ｇは、オープンホール５１１ｇ１〜５１１ｇ３を備えている。ここで、オープンホール５１１ｇ１〜５１１ｇ３の形状は、長方形が好ましいが、円形、楕円形などいずれの閉曲線の形状も可能である。
【００８４】
このようなオープンホール５１１ｇ１〜５１１ｇ３は、オープンホール５１１ｇ１〜５１１ｇ３形成部分に対応する下部反射部５０３ｇが上部マイクロミラー５１０ｇの対応部分に隣接した部分と共に画素を形成することができるようにする。
【００８５】
すなわち、一例として、オープンホールを有する上部マイクロミラー５１０ｇのＡ部分と下部反射部５０３ｇのＢ部分が一つの画素を形成することができるようにする。
【００８６】
この際、上部マイクロミラー５１０ｇのオープンホール５１１ｇ１〜５１１ｇ３形成部分を貫通して、入射光は下部反射部５０３ｇの対応部分に入射することができ、上部マイクロミラー５１０ｇと下部反射部５０３ｇがλ／４の奇数倍となるときに最大の回折光を発生させることが分る。
【００８７】
図５ｈは本発明の第８実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００８８】
図５ｈを参照すると、本発明の第８実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、第７実施例のオープンホールを基盤とする回折光変調器とは異なり、オープンホールの整列が縦方向である。それ以外の構造は図５ｇと同様である。一方、本発明の第１〜第６実施例では圧電材料層を用いて上下駆動力を発生させており、第７および第８実施例では静電気力を用いて上下駆動力を発生させているが、その他に電磁気力によって上下駆動力を発生させることができる。
【００８９】
一方、第４実施例〜第８実施例では、下部反射部が一つのミラー層で形成されているが、第２実施例でのように、多数の下部反射部切片に分離されるようにすることができる。すなわち、下部反射部を多数の下部反射部切片から構成し、多数の下部反射部切片は、上部マイクロミラーのオープンホールに対応する絶縁層の表面に互いに分離されて形成されているようにすることができる。
【００９０】
図５ｉは本発明の第９実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【００９１】
図５ｉを参照すると、本発明の第９実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器は、シリコン基板からなる基盤部材５０１ｉ、基盤部材５０１ｉの陥没部の中間部分に形成されている下部反射部５１０ｉ、および基盤部材５０１ｉの表面を横切って懸架される上部マイクロミラー５２０ｉから構成されている。下部反射部５１０ｉは、入射する入射光を反射して反射光を形成するようにするが、上部電極としても使用される。
【００９２】
基盤部材５０１ｉの陥没部の底部には下部電極層５０３ｉが積層されている。下部電極層５０３ｉは、中間部分に位置した下部反射部（上部電極）５１０ｉと共に、静電気力による下部反射部５１０ｉの上下駆動力を提供する。
【００９３】
すなわち、下部電極層５０３ｉと下部反射部５１０ｉに電圧が印加されると、下部電極層５０３ｉと下部反射部５１０ｉは、静電気力によって互いに密着し合って、下方にダウンする駆動力を発生させ、電圧が印加されなければさらに復元する復元力によって上方への駆動力を発生させる。
【００９４】
一方、上部マイクロミラー５２０ｉにはオープンホール５２１ｉ１〜５２１ｉ３が備えられている。ここで、オープンホール５２１ｉ１〜５２１ｉ３の形状は、長方形が好ましいが、円形、楕円形などいずれの閉曲線の形状も可能である。
【００９５】
このようなオープンホール５２１ｉ１〜５２１ｉ３は、オープンホール５２１ｉ１〜５２１ｉ３形成部分に対応する下部反射部５１０ｉが上部マイクロミラー５２０ｉの対応部分に隣接した部分と共に画素を形成することができるようにする。
【００９６】
すなわち、一例として、オープンホール５２１ｉ１〜５２１ｉ３を有する上部マイクロミラー５２０ｉのＡ部分と下部反射部のＢ部分が一つの画素を形成することができるようにする。
【００９７】
この際、上部マイクロミラー５２０ｉのオープンホール形成部分を貫通して、入射光は、下部反射部５１０ｉの対応部分に入射することができ、上部マイクロミラー５２０ｉと下部反射部５１０ｉがλ／４の奇数倍になるときに最大の回折光を発生させることが分る。
【００９８】
図５ｊは本発明の第１０実施例に係るオープンホールを基盤とする光変調器であって、第９実施例と異なる点は、整列方向が縦方向であることにある。
【００９９】
一方、第４実施例、第７実施例〜第１０実施例では基盤部材としてシリコン基板を使用したが、第３実施例でのように、絶縁層埋め込みシリコン基板を使用することもできる。
【０１００】
図６は本発明の第１実施例係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイの斜視図である。
【０１０１】
図６を参照すると、本発明の第１実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイは、一方向に且つ互いに並んで、上部マイクロミラーを持っている複数のマイクロミラー６１０ａ〜６１０ｎが広がっているため、入射する入射光に対して回折光を提供する。一方、ここでは、第１実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイについて説明したが、第２実施例〜第１０実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイも同様に実現することができる。
【０１０２】
図７は本発明の第７実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント２Ｄアレイの斜視図である。
【０１０３】
図７を参照すると、本発明の第７実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント２Ｄアレイは、Ｘ方向とＹ方向に複数のエレメント７１０ａ１〜７１０ｎｎが広がっている。ここでは、第７実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント２Ｄアレイについて説明したが、それ以外の実施例の場合にも同様にエレメント２Ｄアレイの実現が可能である。
【０１０４】
一方、本明細書では、圧電材料層を単層とした場合を主に説明したが、圧電材料層が多層に積層された多層型とすることも可能である。
【０１０５】
図８は本発明の実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器を用いたディスプレイ装置の構成図である。このようにディスプレイ装置に使用される光学系は、プリンタなどにも使用可能である。この場合、後述するスクリーン８１８の代わりにドラムが使用される。このようにドラムが使用される場合にドラムが回転するため、ディスプレイ装置のように別途のスキャニング光学部が必ずしも必要とされるのではない。
【０１０６】
図８を参照すると、本発明の実施例に係る回折光変調器を用いたディスプレイ装置は、ディスプレイ光学系８０２とディスプレイ電子系８０４を含む。ディスプレイ光学系８０２は、光源８０６と、光源８０６からの光をオープンホール基盤の回折光変調器８１０に線形光の形で照射するために線形光に作る照明光学部８０８と、照明光学部８０８から照射された線形光を変調して回折光を形成させるオープンホール基盤の回折光変調器８１０と、オープンホール基盤の回折光変調器８１０で変調された回折光を次数分離し、分離された様々な次数の回折光の中でも所望の次数の回折光を通過させるフィルタリング光学部８１２と、フィルタリング光学部８１２を通過した回折光を集光させ、集光した点光を２次元イメージでスキャニングする投影およびスキャニング光学部８１６と、ディスプレイスクリーン８１８とを含む。
【０１０７】
ディスプレイ電子系８０４は、オープンホール基盤の回折光変調器８１０と投影およびスキャニング光学部８１６に接続される。
【０１０８】
オープンホール基盤の回折光変調器８１０は、照明光学部８０８から線形光が入射すると、ディスプレイ電子系８０４の制御に基づいて入射光を変調して回折光を生成して出射する。
【０１０９】
図９ａは、三星電気によって開発された、オープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント（８１１ａ〜８１１ｎ）１Ｄアレイの複数の上部マイクロミラー８１２ａ〜８１２ｎに線形光が斜めに照明された場合を例示した斜視図である。図９ａによれば、複数の上部マイクロミラー８１２ａ〜８１２ｎが上下に移動すると、上部マイクロミラー８１２ａ〜８１２ｎと下部反射部８１３との段差によって、入射した線形光が変調されて回折光が生成される。この際、生成される回折光は、入射光が斜めに入射するため、斜めに出射される。
【０１１０】
図９ｂは、三星電気によって開発された、オープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント（８１１ａ〜８１１ｎ）１Ｄアレイの複数の上部マイクロミラー８１２ａ〜８１２ｎに線形光が垂直に照明された場合を例示した斜視図である。図９ｂによれば、複数の上部マイクロミラー８１２ａ〜８１２ｎが上下に移動すると、上部マイクロミラー８１２ａ〜８１２ｎと下部反射部８１３との段差によって、入射した線形光が変調されて回折光が生成される。この際、生成される回折光は、入射光が垂直に入射するため、０次回折光は垂直に出射され、±１次回折光は左右側にそれぞれ出射される。
【０１１１】
一方、フィルタリング光学系８１２は、様々な回折次数を有する回折光が入射すると、所望の回折次数の回折光を分離する。フィルタリング光学系８１２は、フーリエレンズ（図示せず）とフィルタ（図示せず）から構成されており、入射する回折光の中でも０次回折光または±１次光を選択的に通過させる。
【０１１２】
投影およびスキャニング光学部８１６は、集光レンズ（図示せず）、スキャニングミラー（図示せず）を備え、ディスプレイ電子系８０４の制御に基づいて、入射した回折光をスクリーン８１８に投影し、ディスプレイスクリーン８１８にスキャニングする。
【０１１３】
ディスプレイ電子系８０４は、投影およびスキャニング光学部８１６のスキャニングミラー（図示せず）を駆動させる。投影およびスキャニング光学部８１６は、ディスプレイスクリーン８１８上に２次元的なイメージを形成するためにイメージをディスプレイスクリーン８１８に投影し、ディスプレイスクリーン８１８にスキャニングする。
【０１１４】
一方、図８〜図９ｂの説明では単色イメージを生成するとしたが、カラーイメージを生成するようにすることもできる。これは、ディスプレイ光学系８０２に２つの追加的な光源、２つの追加的な回折光変調器および追加フィルタなどを含めば実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】従来の技術の静電気方式の格子光変調器を示す斜視図である。
【図２】従来の技術の静電気方式の格子光変調器が変形されない状態で入射光を反射させることを示す断面図である。
【図３】従来の技術の格子光変調器が静電気力によって変形された状態で入射光を回折させることを示す断面図である。
【図４】従来の技術に係る圧電材料を持っている陥没部を有する回折型薄膜圧電マイクロミラーの側面図である。
【図５ａ】本発明の第１実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｂ】本発明の第２実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｃ】本発明の第３実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｄ】本発明の第４実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｅ】本発明の第５実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｆ】本発明の第６実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｇ】本発明の第７実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｈ】本発明の第８実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｉ】本発明の第９実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図５ｊ】本発明の第１０実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器の断面斜視図である。
【図６】本発明の第１実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイ構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の第７実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント２Ｄアレイ構造を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器を用いたディスプレイシステムの構成図である。
【図９ａ】本発明の実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイの上部マイクロミラーに入射光が斜めに照明された場合を例示した斜視図である。
【図９ｂ】本発明の実施例に係るオープンホールを基盤とする回折光変調器のエレメント１Ｄアレイの上部マイクロミラーに入射光が垂直に入射した場合を例示した斜視図である。
【符号の説明】
【０１１６】
３１０  カメラモジュール
３１１  レンズ部
３１２  イメージセンサおよびＩＳＰ
３１３  自動焦点デジタル信号処理器
３１４  アクチュエータドライバ
３１５  アクチュエータ
３２０  圧縮モジュール
４１０  光検出モジュール
４２０  中央処理装置
４１１  高域通過フィルタ
４１２  積分器
４１３  ウィンドウ設定部
５１０  イメージフォーマット部
５１５  周波数変換部
５２０  再整列部
５２５  量子化部
５３０  量子化パラメータ決定部
５３５  可変長符号化器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図５ｈ】
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【図５ｉ】
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【図５ｊ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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